(57)【要約】  ＳＭＡを適用した駆動機構および駆動装置において、ＳＭＡが耐久性を有し、高温環境下でも正常に動作可能となる駆動機構、駆動装置および駆動装置の製造方法を提供するために、全ての部材を一体に組み込んだ後に、ＳＭＡの架設張力を、前記形状記憶合金に所定量の通電を行った際に、バイアス力と釣り合うように、予め調整しておく駆動機構、駆動装置および駆動装置の製造方法とした。
2011111686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定の支持部材と、該支持部材に対して相対的に移動可能に支持される被駆動体と、該被駆動体を移動するための力を発生する形状記憶合金と、
前記被駆動体に、前記形状記憶合金により前記被駆動体が移動する方向と反対方向のバイアス力を与えるバイアス手段と、を備える駆動機構であって、
前記形状記憶合金の架設張力は、前記形状記憶合金に所定量の通電を行った際に、バイアス力と釣り合うように、予め調整されていることを特徴とする駆動機構。
【請求項２】
固定の支持部材と、該支持部材に対して相対的に移動可能に支持される被駆動体と、該被駆動体を移動するための力を発生する形状記憶合金と、該形状記憶合金の力を受けて前記被駆動体を移動するレバー部材と、
前記被駆動体に、前記形状記憶合金により前記被駆動体が移動する方向と反対方向のバイアス力を与えるバイアス手段と、を備える駆動機構であって、
前記形状記憶合金の架設張力は、前記形状記憶合金に所定量の通電を行った際に、前記レバー部材の駆動抵抗を含む所定のバイアス力と釣り合うように、予め調整されていることを特徴とする駆動機構。
【請求項３】
前記架設張力は、予め設定される所定温度に達するまでは、前記被駆動体が移動しない張力であることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動機構。
【請求項４】
前記所定温度が６０℃〜８０℃であることを特徴とする請求項３に記載の駆動機構。
【請求項５】
前記形状記憶合金の架設張力を調整する架設張力調整手段を実装していることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の駆動機構。
【請求項６】
前記被駆動体がレンズユニットであり、
前記被駆動体の移動方向が光軸方向であり、
前記形状記憶合金が形状記憶合金ワイヤであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の駆動機構。
【請求項７】
被駆動体としてのレンズユニットと、このレンズユニットをその光軸方向に移動させる駆動機構として請求項１から６のいずれかに記載された駆動機構を備えていることを特徴とする駆動装置。
【請求項８】
貫通孔部を有するベース部材を備える固定部と、前記ベース部材に装着する支持部材を介して前記貫通孔部内をその軸線方向に往復移動自在に支持される被駆動体と、前記被駆動体を移動するための駆動力を付与する形状記憶合金ワイヤと、該形状記憶合金ワイヤが懸架され該ワイヤから駆動力を受けて前記被駆動体を移動させるレバー部材と、
前記被駆動体に、前記形状記憶合金ワイヤにより前記被駆動体が移動する方向と反対方向のバイアス力を与えるバイアス手段と、を備える駆動装置であって、
前記形状記憶合金ワイヤの両端をそれぞれ通電可能な保持部で保持し、所定の架設張力を付加すると共に、
前記架設張力は、前記形状記憶合金ワイヤに所定量の通電を行った際に、前記レバー部材の駆動抵抗と前記バイアス手段が発揮するバイアス力と釣り合うように、予め調整されていることを特徴とする駆動装置。
【請求項９】
固定の支持部材と、該支持部材に対して相対的に移動可能に支持される被駆動体と、該被駆動体を移動するための力を発生する形状記憶合金と、
前記被駆動体に、前記形状記憶合金により前記被駆動体が移動する方向と反対方向のバイアス力を与えるバイアス手段と、を備える駆動装置の製造方法であって、
これらの部材を一体に組み込んだ後に、前記形状記憶合金の架設張力を、前記形状記憶合金に所定量の通電を行った際に、バイアス力と釣り合うように調整することを特徴とする駆動装置の製造方法。
【請求項１０】
固定の支持部材と、該支持部材に対して相対的に移動可能に支持される被駆動体と、該被駆動体を移動するための力を発生する形状記憶合金と、前記被駆動体に、前記形状記憶合金により前記被駆動体が移動する方向と反対方向のバイアス力を与えるバイアス手段と、を備える駆動装置の製造方法であって、
これらの部材を一体に組み込んだ後に、前記被駆動体を前記バイアス手段に抗して所定位置まで移動する際の荷重と変位量を測定し、測定された荷重と変位量との関係から前記バイアス手段が発揮するバイアス力を検出し、当該バイアス力の検出結果に応じて前記形状記憶合金の架設張力を所定の張力に調整することを特徴とする駆動装置の製造方法。
【請求項１１】
前記形状記憶合金が形状記憶合金ワイヤであって、前記架設張力の調整時には、この形状記憶合金ワイヤの両端をそれぞれ通電可能な第一保持部と第二保持部で保持し、前記形状記憶合金ワイヤに通電しながら、前記所定の架設張力に調整して固定することを特徴とする請求項１０に記載の駆動装置の製造方法。
【請求項１２】
前記架設張力の調整時において、前記形状記憶合金ワイヤに通電する通電量は、前記形状記憶合金ワイヤが所定の温度になったときの張力と同等の張力を発生する通電量であることを特徴とする請求項１１に記載の駆動装置の製造方法。
【請求項１３】
前記架設張力の調整時には、前記第一保持部に前記形状記憶合金ワイヤの一方を固定し、他方を前記第二保持部で保持し、前記形状記憶合金ワイヤに通電した状態で、前記第二保持部を移動させることで前記所定の架設張力に設定して固定することを特徴とする請求項１１または１２に記載の駆動装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状記憶合金を用いて小型の機械要素を駆動する駆動機構および駆動装置に関し、特に、カメラ付き携帯電話等の撮像光学系を構成するレンズユニットを、ズームやフォーカス等のために光軸方向に移動するのに好適な駆動機構、駆動装置および駆動装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ付き携帯電話機等に搭載される撮像素子の画素数が増大する等、高画質化が飛躍的に進んでおり、これに伴い、画像撮影という基本機能に加えて、フォーカス機能やズーム機能等を付加することが求められている。【０００３】
これらの機能を付加するには、レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置が必要であり、最近では、形状記憶合金（Shape  Memory  Alloy：ＳＭＡと称する）を用いたレンズ駆動装置の適用が種々検討されている。この装置は、ＳＭＡを通電加熱する等して収縮力を発生させ、該収縮力をレンズ駆動力として利用するもので、小型化、軽量化が容易で、且つ、比較的大きな駆動力を得ることができるという利点がある。【０００４】
また、ワイヤ状のＳＭＡを用いてワイヤ全長の数％（例えば３〜５％）の長さ変動を利用したリニア駆動装置を構成することができる。さらに、このワイヤ状のＳＭＡと変倍機構（例えばレバー機構）を組み合わせて変位量を拡大したリニア駆動装置を構成することができる。【０００５】
ＳＭＡを適用したレンズ駆動機構および駆動装置としては、例えば、特許文献１に開示された駆動装置が知られている。この駆動装置Ａ１は、ワイヤ状のＳＭＡと変位量を拡大するレバー機構とを備えていて、図６Ａ、図６Ｂに示すような構成とされている。【０００６】
この駆動装置Ａ１は、被駆動体であるレンズユニット１をワイヤ状のＳＭＡと変位量を拡大するレバー機構とを用いて変位させるレンズ駆動装置であって、レンズユニット１を光軸ＡＸ方向（軸線方向）に移動させるレバー部材２、ＳＭＡアクチュエータ３、ベース部材４、天板５、平行板バネ６ａ，６ｂ及びバイアスばね７等とを備えた構成とされている。【０００７】
ベース部材４は、当該レンズ駆動装置の取り付け対象となる部材（例えば携帯電話機の撮像素子基板等）に固定されるものであり、レンズ駆動装置の底辺を構成する不動の部材である。このベース部材４は、平面視四角形の板状に形成され、全体が樹脂材料等により構成されている。【０００８】
レンズユニット１は円筒形を有し、撮像レンズを保持するレンズ駆動枠１ａと、該レンズ駆動枠１ａが収納される鏡筒１ｂとから構成されている。レンズ駆動枠１ａの内部に保持される撮像レンズは、対物レンズ、フォーカスレンズ、ズームレンズ等を有し、図外の撮像素子に対する被写体像の結像光学系を構成している。レンズ駆動枠１ａは、所謂玉枠であって、鏡筒１ｂと共に光軸ＡＸ方向に移動する。レンズ駆動枠１ａの対物側先端の外周縁部には、周方向に１８０°の角度差を有して一対の係合突部１ｃが突設されている。【０００９】
レンズユニット１は、天板５に形成される開口部分に挿入された状態でベース部材４上に配置されている。また、一対の前記係合突部１ｃが丁度ベース部材４の一対の対角の近傍に位置するように配置されている。ベース部材４及び天板５には、それぞれ平行板バネ６ａ、６ｂが固定されており、これら平行板バネ６ａ、６ｂにレンズユニット１が固定されている。これによってレンズユニット１がベース部材４等に対して変位可能に支持されると共に、その変位自由度が、光軸ＡＸに沿った方向に規制されている。なお、天板５は、前記ベース部材４に対して図外の支柱等を介して固定してもよいし、ベース部材４と一体となる構造でもよく、ベース部材４と同様に固定された部材である。【００１０】
レバー部材２は、係合突部１ｃに係合してレンズユニット１を光軸ＡＸ方向に変位させる部材であり、例えば、被駆動体であるレンズユニット１をその軸線方向に移動する駆動アーム２１と、該駆動アーム２１を揺動自在に支持する駆動支点部８ａと、該駆動支点部８ａから垂下して前記駆動アーム２１と屈曲して設けられる延設アーム２２を有して、側面視逆Ｌ字型の形状をしている。また、Ｌ字型の屈曲部分が、ベース部材４に立設された支持脚８の先端に駆動支点部８ａを介して支持されている。【００１１】
ＳＭＡアクチュエータ３は、延設アーム２２に設けられるＶ溝２２ａに嵌まり込むように架け渡されていて、この架け渡し部が変位入力部２ａとなる。また、駆動アーム２１が係合突部１ｃに当接する部位が変位出力部２ｂとなる。このように、レバー部材２は、ＳＭＡアクチュエータ３が懸架されて駆動力Ｆ１を受ける変位入力部２ａと、駆動アーム２１が係合突部１ｃに当接する変位出力部２ｂとを備えている。【００１２】
ＳＭＡアクチュエータ３は、レバー部材２に対して駆動力Ｆ１を付与するもので、例えば、Ｎｉ−Ｔｉ合金等の形状記憶合金ワイヤ（ＳＭＡワイヤ）からなる線状アクチュエータである。このＳＭＡアクチュエータ３は、低温で弾性係数が低い状態（マルテンサイト相）において所定の張力を与えられることで伸長し、この伸長状態において熱が与えられると相変態して弾性係数が高い状態（オーステナイト相：母相）に移行し収縮する（伸長状態から元の長さに戻る：形状回復する）という性質を有している。【００１３】
また、ＳＭＡアクチュエータ３に通電するとジュール熱を発生して自己発熱して、マルテンサイト相からオーステナイト相に変態する。そのために、ＳＭＡアクチュエータ３の両端を通電可能な保持部３０（例えば、第一保持部３０Ａと第二保持部３０Ｂ）に固着している。この保持部３０（３０Ａ、３０Ｂ）は、ベース部材４に設けられる所定の電極固定部に固定されている。【００１４】
また、ＳＭＡアクチュエータ３とレバー部材２による駆動力に抗する方向にバイアスばね７を介してバイアス力が付勢される。バイアスばね７の付勢力は、ＳＭＡアクチュエータ３によってレバー部材２に付与される駆動力より弱いものとされているので、ＳＭＡアクチュエータ３が作動していないときは、レンズユニット１がベース部材４側に向けて付勢される。一方、ＳＭＡアクチュエータ３が作動するとバイアスばね７の付勢力に抗してレンズユニット１が反対方向（対物側）に移動する。つまり、バイアスばね７は、ＳＭＡアクチュエータ３に通電が行われていない時に、レンズユニット１をホームポジションに復帰させるバイアス荷重を与えるものである。【００１５】
なお、ＳＭＡアクチュエータ３は、作動していない状態では、レンズユニット１およびレバー部材２を介して作用するバイアスばね７の付勢力を受けて緊張するようにその線長が設定されている。つまり、その作動状態に拘らず、常に前記レバー部材２をレンズユニット１に当接させるようにその線長が設定されている。この構成により、ＳＭＡアクチュエータ３の作動時には、その変位を速やかに伝えて当該レバー部材２を揺動させる構成となっている。【００１６】
通電加熱が行われていないＳＭＡアクチュエータ３の停止（伸長）時には、バイアスばね７の付勢力によりレンズユニット１がホームポジション（原点位置）に保持される。一方、ＳＭＡアクチュエータ３が作動（収縮）すると、この作動によりレバー部材２の変位入力部２ａに駆動力Ｆ１が付与されてレバー部材２が揺動し、この揺動により変位出力部２ｂが光軸ＡＸ方向に移動する。その結果、レンズユニット１に対物側への駆動力が付与され、レンズユニット１がバイアスばね７の付勢力に抗して移動する。また、この際に、ＳＭＡアクチュエータ３への通電電流を制御して、前記駆動方向の力を調整し、レバー部材２を揺動する駆動力を加減して、レンズユニット１の変位量を調整することができる。【００１７】
上記したバイアスばね７は、レンズ駆動枠１ａの周縁サイズと略合致した径の圧縮コイルバネからなり、レンズ駆動枠１ａの頂面に一端側（下端側）が当接している。なお、バイアスばね７の他端側（上端側）は、例えば携帯電話機のハウジング内面等、不動部Ｎに当接される。【００１８】
上記したように、従来のレンズ駆動装置は、固定部にレンズユニット１を平行板バネ６ａ、６ｂを用いて光軸ＡＸ方向に変位自在に支持し、レンズユニット１を光軸ＡＸ方向に付勢するバイアスばね７の付勢力に抗して、レバー部材２とＳＭＡアクチュエータ３を介してレンズユニット１を光軸ＡＸ方向に変位させる構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００９−３７０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
カメラ付き携帯電話機等の機器が年々小型化され、小さな筐体に多くの部品、とりわけ多くの電子部品がパッケージングされている。これらの電子部品の多くは通電により発熱して、小型化された機器の内部の温度が高くなる。【００２１】
小型化された機器に搭載される装置、例えばレンズ駆動装置などの撮像装置は、このような温度の高い環境下で、所望される所定の動作を正確に実行することが要求される。【００２２】
特許文献１に記載された駆動装置が備えるＳＭＡアクチュエータは、通電されて発熱して、この熱によるＳＭＡの相変化を利用してその動作を制御する熱アクチュエータである。そのために、高温環境下に置かれたＳＭＡは、通電状態にかかわらず周囲の温度が上がると動作状態になってしまい、制御不能となる虞が生じる。【００２３】
通常、ＳＭＡの張力を高くしておくと、ＳＭＡの変態温度が高くなって高温環境下でも正常な動作を行うことが可能となる。しかし、張力を高くするとＳＭＡの耐久性が著しく悪化することが知られている。例えば、ＳＭＡの内部応力が５００ＭＰａを超えると急激にその耐久性が悪化し、１０００ＭＰａ程度で破断することが知られている。【００２４】
そのために、アクチュエータとしてＳＭＡを用いるためには、５００ＭＰａ以下の応力領域で使用することが望ましく、なおかつ、高温環境下での動作も安定して実行可能であることが求められる。【００２５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、ＳＭＡを適用した駆動機構および駆動装置において、ＳＭＡが耐久性を有し、高温環境下でも正常に動作可能となる駆動機構、駆動装置および駆動装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記目的を達成するために本発明は、固定の支持部材と、該支持部材に対して相対的に移動可能に支持される被駆動体と、該被駆動体を移動するための力を発生する形状記憶合金と、前記被駆動体に、前記形状記憶合金により前記被駆動体が移動する方向と反対方向のバイアス力を与えるバイアス手段と、を備える駆動機構であって、前記形状記憶合金の架設張力は、前記形状記憶合金に所定量の通電を行った際に、バイアス力と釣り合うように、予め調整されていることを特徴としている。【００２７】
上記の構成によると、被駆動体と形状記憶合金やバイアス手段などを組み込んだ後で、形状記憶合金の架設張力を、所定の通電量において、バイアス手段が実際に発揮するバイアス力と釣り合う張力に予め調整するので、所定の温度範囲において形状記憶合金が耐久性を発揮して、想定される高温環境下でも正常に動作可能となる張力範囲に規定することができる。また、そのために、形状記憶合金を用いた被駆動体の移動を安定して行うことが可能な駆動機構となる。【００２８】
また本発明は、固定の支持部材と、該支持部材に対して相対的に移動可能に支持される被駆動体と、該被駆動体を移動するための力を発生する形状記憶合金と、該形状記憶合金の力を受けて前記被駆動体を移動するレバー部材と、前記被駆動体に、前記形状記憶合金により前記被駆動体が移動する方向と反対方向のバイアス力を与えるバイアス手段と、を備える駆動機構であって、前記形状記憶合金の架設張力は、前記形状記憶合金に所定量の通電を行った際に、前記レバー部材の駆動抵抗を含む所定のバイアス力と釣り合うように、予め調整されていることを特徴としている。【００２９】
上記の構成によると、被駆動体と形状記憶合金やレバー部材やバイアス手段などを組み込んだ後で、形状記憶合金の架設張力を、所定の通電量において、レバー部材の駆動抵抗を含むバイアス力と釣り合う張力に予め調整するので、所定の温度範囲において形状記憶合金が耐久性を発揮して、想定される高温環境下でも正常に動作可能となる張力範囲に規定することができる。また、そのために、形状記憶合金とレバー部材を用いた被駆動体の移動を安定して行うことが可能な駆動機構となる。【００３０】
また本発明は上記構成の駆動機構において、前記架設張力は、予め設定される所定温度に達するまでは、前記被駆動体が移動しない張力であることを特徴としている。この構成によると、周囲の温度が高くなっても動作せずに、温度の高い環境下で、所望される所定の動作を正確に実行することができる。【００３１】
また本発明は上記構成の駆動機構において、前記所定温度が６０℃〜８０℃であることを特徴としている。この構成によると、小さな筐体に多くの電子部品がパッケージングされて、これらの電子部品に通電されて発熱して、内部の温度が高くなっても、内部温度が６０℃〜８０℃に達するまでは不意に動作しないので、非通電状態での誤動作を抑制することが可能となる。【００３２】
また本発明は上記構成の駆動機構において、前記形状記憶合金の架設張力を調整する架設張力調整手段を実装していることを特徴としている。この構成によると、全ての部品を組み込んだ後で、実装している架設張力調整手段を介して形状記憶合金の架設張力を調整可能となるので、外部装置を用いずに各種部品の製造誤差や組み付け誤差に応じた適当な架設張力に設定可能となって、耐久性を発揮すると共に高温環境下でも正常に動作可能となる形状記憶合金を用いた駆動機構を構築することができる。【００３３】
また本発明は上記構成の駆動機構において、前記被駆動体がレンズユニットであり、前記被駆動体の移動方向が光軸方向であり、前記形状記憶合金が形状記憶合金ワイヤであることを特徴としている。この構成によると、形状記憶合金ワイヤを用いてレンズユニットを駆動する駆動機構において、形状記憶合金ワイヤが耐久性を有し、高温環境下でも正常に動作可能として、レンズユニットの移動を安定して行うことが可能な駆動機構となる。【００３４】
また本発明は、被駆動体としてのレンズユニットと、このレンズユニットをその光軸方向に移動させる駆動機構として上記構成の駆動機構を備える駆動装置であることを特徴としている。この構成によると、形状記憶合金を用いてレンズユニットを駆動する駆動装置において、形状記憶合金が耐久性を有し、高温環境下でも正常に動作可能として、レンズユニットの移動を安定して行うことが可能な駆動装置を得ることができる。【００３５】
また本発明は、貫通孔部を有するベース部材を備える固定部と、前記ベース部材に装着する支持部材を介して前記貫通孔部内をその軸線方向に往復移動自在に支持される被駆動体と、前記被駆動体を移動するための駆動力を付与する形状記憶合金ワイヤと、該形状記憶合金ワイヤが懸架され該ワイヤから駆動力を受けて前記被駆動体を移動させるレバー部材と、前記被駆動体に、前記形状記憶合金ワイヤにより前記被駆動体が移動する方向と反対方向のバイアス力を与えるバイアス手段と、を備える駆動装置であって、前記形状記憶合金ワイヤの両端をそれぞれ通電可能な保持部で保持し、所定の架設張力を付加すると共に、前記架設張力は、前記形状記憶合金ワイヤに所定量の通電を行った際に、前記レバー部材の駆動抵抗と前記バイアス手段が発揮するバイアス力と釣り合うように、予め調整されていることを特徴としている。【００３６】
上記の構成によると、被駆動体と形状記憶合金ワイヤやレバー部材やバイアス手段などを組み込んだ後で、形状記憶合金ワイヤの架設張力を、所定の通電量において、レバー部材の駆動抵抗を含むバイアス力と釣り合う張力に予め調整するので、所定の温度範囲において形状記憶合金ワイヤが耐久性を発揮して、想定される高温環境下でも正常に動作可能となる張力範囲に規定することができる。また、そのために、形状記憶合金ワイヤとレバー部材を用いた被駆動体の移動を安定して行うことが可能な駆動装置を得ることができる。【００３７】
また本発明は、固定の支持部材と、該支持部材に対して相対的に移動可能に支持される被駆動体と、該被駆動体を移動するための力を発生する形状記憶合金と、前記被駆動体に、前記形状記憶合金により前記被駆動体が移動する方向と反対方向のバイアス力を与えるバイアス手段と、を備える駆動装置の製造方法であって、これらの部材を一体に組み込んだ後に、前記形状記憶合金の架設張力を、前記形状記憶合金に所定量の通電を行った際に、バイアス力と釣り合うように調整することを特徴としている。【００３８】
上記の構成によると、被駆動体と形状記憶合金やバイアス手段などを組み込んだ後で、形状記憶合金に所定量の通電を行い、この際にバイアス手段が実際に発揮するバイアス力に応じた架設張力に調整するので、所定の温度範囲において形状記憶合金が耐久性を発揮して、想定される高温環境下でも正常に動作可能となる張力範囲に規定することができる。また、そのために、形状記憶合金を用いた被駆動体の移動を安定して行うことが可能となる駆動装置を確実に製造することができる。【００３９】
また本発明は、固定の支持部材と、該支持部材に対して相対的に移動可能に支持される被駆動体と、該被駆動体を移動するための力を発生する形状記憶合金と、前記被駆動体に、前記形状記憶合金により前記被駆動体が移動する方向と反対方向のバイアス力を与えるバイアス手段と、を備える駆動装置の製造方法であって、これらの部材を一体に組み込んだ後に、前記被駆動体を前記バイアス手段に抗して所定位置まで移動する際の荷重と変位量を測定し、測定された荷重と変位量との関係から前記バイアス手段が発揮するバイアス力を検出し、当該バイアス力の検出結果に応じて前記形状記憶合金の架設張力を所定の張力に調整することを特徴としている。【００４０】
上記の構成によると、被駆動体と形状記憶合金やバイアス手段などを組み込んだ後で、バイアス手段が実際に発揮するバイアス力を検出し、この検出結果に応じて架設張力を調整しているので、形状記憶合金の架設張力を、この形状記憶合金が耐久性を発揮すると共に、想定される高温環境下でも正常に動作可能となる張力範囲に規定することができる。そのために、形状記憶合金を用いた被駆動体の移動を安定して行うことが可能な駆動装置を確実に製造することができる。【００４１】
また本発明は上記の構成の駆動装置の製造方法において、前記形状記憶合金が形状記憶合金ワイヤであって、前記架設張力の調整時には、この形状記憶合金ワイヤの両端をそれぞれ通電可能な第一保持部と第二保持部で保持し、前記形状記憶合金ワイヤに通電しながら、前記所定の架設張力に調整して固定することを特徴としている。この構成によると、形状記憶合金ワイヤの温度を所定の温度に維持しながら架設張力を調整するので、想定される環境温度に応じて正常に作動可能な駆動装置を製造することができる。【００４２】
また本発明は上記の構成の駆動装置の製造方法において、前記架設張力の調整時において、前記形状記憶合金ワイヤに通電する通電量は、前記形状記憶合金ワイヤが所定の温度になったときの張力と同等の張力を発生する通電量であることを特徴としている。この構成によると、想定される温度領域で形状記憶合金ワイヤの作動を行うことが可能となって、正常に作動する駆動装置を容易に製造することができる。【００４３】
また本発明は上記の構成の駆動装置の製造方法において、前記架設張力の調整時には、前記第一保持部に前記形状記憶合金ワイヤの一方を固定し、他方を前記第二保持部で保持し、前記形状記憶合金ワイヤに通電した状態で、前記第二保持部を移動させることで前記所定の架設張力に設定して固定することを特徴としている。この構成によると、第一、第二保持部間に所定電流を印加しながら架設張力を微調整することができる。そのために、想定される高温環境下で被駆動体の移動を安定して行うことが可能な駆動装置を容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、ＳＭＡを適用した駆動機構および駆動装置において、ＳＭＡが耐久性を有し、高温環境下でも正常に動作可能となる駆動機構、駆動装置および駆動装置の製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る駆動機構を備える駆動装置の概略平面図である。
【図２Ａ】本発明に係る駆動機構を備える駆動装置の概略側面図であって、被駆動体が初期停止位置にある状態を示す。
【図２Ｂ】本発明に係る駆動機構を備える駆動装置の概略側面図であって、ロードセルを介して被駆動体を上昇移動した状態を示す。
【図３】測定された荷重データを示す図である。
【図４】本発明に係る架設張力調整手段として架設張力調整保持部を備える駆動装置の一例を示す概略平面図である。
【図５】本発明に係る架設張力調整手段として初期停止位置規制手段を備える駆動装置の一例を示す概略側面図である。
【図６Ａ】従来のレンズ駆動装置の概略側面図であって、ＳＭＡアクチュエータの作動前の状態を示す。
【図６Ｂ】従来のレンズ駆動装置の概略側面図であって、ＳＭＡアクチュエータの作動後の状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。また、同一構成部材については同一の符号を用い、詳細な説明は適宜省略する。例えば、前述したレンズユニット１は被駆動体であるので、駆動機構を説明する際には被駆動体１として説明する。また、形状記憶合金を用いたＳＭＡアクチュエータとＳＭＡワイヤも同一構成部材であるので同一の符号３を使用する。
【００４７】
先ず、本発明に係る駆動機構について説明する。
【００４８】
本発明に係る駆動機構は、固定の支持部材と、該支持部材に対して相対的に移動可能に支持される被駆動体と、該被駆動体を移動するための力を発生する形状記憶合金と、この形状記憶合金により被駆動体が移動する方向と反対方向のバアス力を与えるバイアス手段と、を備えた構成とされている。また、形状記憶合金の架設張力は、前記形状記憶合金に所定量の通電を行ったときにバイアス力と釣り合うように、予め調整されている。つまり全ての構成部材を一体に組み込んだ後、所定量通電したときにバイアス手段が発揮するバイアス力に釣り合うような架設張力に調整している。
【００４９】
また、形状記憶合金の力を受けて被駆動体を移動するレバー部材を備えた構成であれば、形状記憶合金の架設張力は、形状記憶合金に所定量の通電を行った際に、前記レバー部材の駆動抵抗を含む所定のバイアス力と釣り合うように、予め調整されている。つまり、レバー部材を含む全ての構成部材を一体に組み込んだ後、所定量の通電を行い、実際に発揮されるバイアス力と釣り合うような架設張力に予め調整している。
【００５０】
このように、被駆動体と形状記憶合金やバイアス手段などを一体に組み込んだ後で、形状記憶合金の架設張力を、所定の通電量において、バイアス手段が実際に発揮するバイアス力と釣り合う張力に予め調整する構成の駆動機構であれば、所定の温度範囲において形状記憶合金が耐久性を発揮して、想定される高温環境下でも正常に動作可能となる張力範囲に規定することができる。また、そのために、形状記憶合金を用いた被駆動体の移動を安定して行うことが可能な駆動機構となる。
【００５１】
また、全ての部材を一体に組み込んだ後に、被駆動体をバイアス手段に抗して所定位置まで移動する際の荷重と変位量を測定し、測定された荷重と変位量との関係からバイアス手段が発揮するバイアス力を検出し、当該バイアス力の検出結果に応じて形状記憶合金の架設張力を所定の張力に調整することでも、バイアス手段が実際に発揮するバイアス力と釣り合う張力に予め調整可能となる。
【００５２】
次に、図１および図２Ａ、図２Ｂを用いて上記した駆動機構を備える駆動装置ＡＡ１について説明する。また、先に説明した駆動装置Ａ１と同じ構成部材については同一の符号を用いて説明する。本実施形態の駆動装置ＡＡ１は、被駆動体１（例えば、レンズ駆動枠１ａと鏡筒１ｂを備えるレンズユニット）をその軸線方向（例えば光軸ＡＸ方向）に移動するレンズ駆動装置であって、被駆動体１を光軸ＡＸ方向に移動自在に支持する支持部材と、被駆動体１を移動するための力を発生する形状記憶合金（ＳＭＡアクチュエータ３）と、この形状記憶合金により被駆動体１が移動する方向と反対方向のバイアス力を与えるバイアス手段（バイアスばね７）と、を備えた構成とされている。
【００５３】
また、被駆動体１を固定部（ベース部材４）に対して弾性支持する支持部材として一対の平行板ばね６ａ、６ｂを備えている。この平行板ばね６ａ、６ｂは、ベース部材４及び天板５にそれぞれ固定されており、この上下一対の平行板バネ６ａ、６ｂに被駆動体１が変位可能に支持されている。天板５および平行板ばね６ａ、６ｂは、便宜上、図１では省略している。さらに、形状記憶合金の変位量を拡大して被駆動体１を移動させるために、形状記憶合金（ＳＭＡアクチュエータ３）から駆動力を受けて前記被駆動体１を移動させるレバー部材２を備えた構成であってもよい。
【００５４】
レバー部材２は、例えば、被駆動体１をその軸線方向に移動する駆動アーム２１と、該駆動アーム２１を揺動自在に支持する駆動支点部８ａと、該駆動支点部８ａから垂下して前記駆動アーム２１と屈曲して設けられる延設アーム２２を有して、側面視逆Ｌ字型の形状をしている。また、Ｌ字型の屈曲部分が、ベース部材４に立設された支持脚８の先端に駆動支点部８ａを介して支持されている。さらに、形状記憶合金が懸架されて駆動力を受ける変位入力部２ａと、駆動アーム２１が被駆動体１の側部に設けられた係合突部１ｃに係合して駆動力を付与する変位出力部２ｂとを備えている。
【００５５】
形状記憶合金（ＳＭＡアクチュエータ３）は、その中間部が変位入力部２ａに懸架され、両端部が通電可能な保持部３０（第一保持部３０Ａ、第二保持部３０Ｂ）に保持されている。変位入力部２ａからそれぞれの保持部までの長さは等しく設定されていて、変位入力部２ａ両側の形状記憶合金の伸縮量が等しくなるように構成されている。また、延設アーム２２にはＶ溝２２ａ（変位入力部２ａに相当）が形成されていて、このＶ溝２２ａに嵌まり込むように形状記憶合金が架け渡されることにより、レバー部材２に対して、形状記憶合金が安定的に懸架されている。このような構成において、第一保持部３０Ａと第二保持部３０Ｂを介して所定の電流が通電され、形状記憶合金が収縮力を発生して、レバー部材２を変位駆動する。
【００５６】
形状記憶合金を収縮させてレバー部材２を駆動すると、変位出力部２ｂが係合突部１ｃに駆動力を付与して被駆動体１を光軸ＡＸ方向に移動する。また、この駆動力に抗する方向にバイアスばね７を介してバイアス力が付勢される。このようにバイアスばね７がレバー部材２による駆動方向に抗する方向に付勢力を付与するので、形状記憶合金（ＳＭＡアクチュエータ３）を用いた被駆動体１の移動を安定して行うことが可能な駆動機構および駆動装置となる。
【００５７】
固定部となるベース部材４の平面視の形状は円形でも多角形でもよいが、矩形の撮像装置に収納するレンズ駆動装置の場合は、平面視四角形のベース部材４とし、部材の中央部に設ける円形の貫通孔に、複数の円形のレンズを装着した外形が円形のレンズユニットを往復移動自在に支持して、周囲四方の角部に関連部材を装着することができる。
【００５８】
例えば、貫通孔部４ａを有し平面視四角形のベース部材４の一角にレバー部材２の駆動支点部８ａを設け、この一角と軸線を挟んで隣接する第二、第三の角に、ＳＭＡアクチュエータ３を通電可能状態に保持する保持部３０（第一保持部３０Ａ、第二保持部３０Ｂ）を設ける構成として、ＳＭＡアクチュエータ３を、前記変位入力部２ａを巻回部として被駆動体１の外側を挟むようにくの字状に掛け渡して装着する。
【００５９】
この際に、レバー部材２の駆動アーム２１は、例えば、図１に示すように被駆動体１（レンズユニット）の外周部に沿って多角形状に屈曲させた形状とすることができる。また、被駆動体１の外周部に沿って円弧状に形成してもよく、レンズ駆動枠１ａの外周縁部に設けられた一対の係合突部１ｃに係合する形状であればよい。
【００６０】
ベース部材４は、当該駆動機構が採用される部材（例えば、携帯電話機の撮像素子基板等）に固定されるものであり、例えばレンズ駆動装置の底辺を構成する不動の部材である。このベース部材４は、全体が樹脂材料等により構成されている。
【００６１】
上記したバイアスばね７やレバー部材２は、その製造誤差や組み付け誤差などの機械的な誤差により、装着されるＳＭＡアクチュエータ３の動作に影響を与える。例えば、所定の環境温度領域で、所定の駆動力を発揮するＳＭＡアクチュエータ３を装着していても、バイアスばね７やレバー部材２の動きが柔らかい場合には、変位容易となり変位量が大きくなって、環境温度が高くなると意に反して変位したりする。また、動きが硬い場合には、その変位量が小さくなり、所望の変位量を発揮するためには、ＳＭＡアクチュエータ３の駆動力を増加させる必要が生じて、内部応力が増加する。
【００６２】
そのために、高温環境下において動作可能に設計されていても、実際装置として実装されたＳＭＡアクチュエータ３の内部応力が増加して耐久性が悪化したり、耐久性があっても高温での動作が不可能となったりする場合が生じる。
【００６３】
前述したように、アクチュエータとして形状記憶合金（ＳＭＡ）を用いるためには、５００ＭＰａ以下の応力領域で使用することが肝要であり、さらに、高温環境下での動作も安定して実行可能であることが求められるので、ＳＭＡアクチュエータ３の張力を、製造される駆動機構や駆動装置毎に、個々に適当な張力に再調整しておくことが好ましい。また、全ての部品が組み付けられて一体化された後に、ＳＭＡに所定量の通電を行い、このときに、実際に発揮されるバイアス力と釣り合うような架設張力に調整していることが好ましい。
【００６４】
そこで、本実施形態では、形状記憶合金を適用した駆動機構および駆動装置を組み付ける際に、図１に示すように張力調整器３１を介して、形状記憶合金の架設張力を調整し、実装したバイアスばね７やレバー部材２の実際の作動状態に応じて設定される適当な架設張力に設定可能としたものである。
【００６５】
適当な形状記憶合金の架設張力に設定するには、形状記憶合金（ＳＭＡアクチュエータ３）を一旦所定の初期張力で仮固定して駆動機構や駆動装置を構成する各種の構成部材を組み付けた後で、実際のバイアス力を検出し、当該バイアス力の検出結果に応じて形状記憶合金の架設張力を所定の張力に調整することが必要である。
【００６６】
そのために、被駆動体１と形状記憶合金（ＳＭＡアクチュエータ３）とバイアス手段とを備えた駆動機構、駆動装置であれば、各部材を一体に組み込んだ後に、形状記憶合金の架設張力を、前記形状記憶合金に所定量の通電を行った際に、バイアス力と釣り合うように調整する構成としている。例えば、一体に組み込まれた被駆動体１をバイアス手段に抗して所定位置まで移動する際の荷重と変位量を測定して、測定された荷重と変位量との関係（荷重データ）からバイアス手段が発揮するバイアス力を検出し、検出された当該バイアス力に応じた所定の張力に調整することが好ましい。
【００６７】
また、被駆動体１とＳＭＡアクチュエータ３とレバー部材２とバイアス手段とを備えた構成の駆動機構、駆動装置であれば、ＳＭＡアクチュエータ３の架設張力を、一体に組み込まれた被駆動体１をバイアス手段に抗して所定位置まで移動する際の荷重と変位量を測定して、測定された荷重と変位量との関係（荷重データ）からレバー部材２の駆動抵抗を含むバイアス力を検出し、検出された当該バイアス力に応じた所定の張力に調整することが好ましい。
【００６８】
このような構成であれば、一体に組み込んだ状態で形状記憶合金に所定量の通電を行った際に、バイアス力と釣り合うように調整することができるので、製造誤差や組み付け誤差などの機械的な誤差に拘らずにＳＭＡアクチュエータ３が耐久性を発揮すると共に高温環境下でも正常に動作可能となる張力範囲に規定することができ、形状記憶合金（ＳＭＡアクチュエータ３）を用いた被駆動体の移動を安定して行うことが可能な駆動機構および駆動装置を得ることができる。
【００６９】
一体に組み込まれた被駆動体１をバイアス手段に抗して所定位置まで移動する際の荷重と変位量を測定して荷重データを得るためには、ロードセルを用いて測定することができる。そこで、被駆動体としてレンズユニット１を備え、ＳＭＡアクチュエータとしてＳＭＡワイヤ３を備えた駆動装置について、ロードセルを用いて荷重データを作成した例について、図２Ａ、図２Ｂおよび図３を用いて説明する。
【００７０】
図２Ａに示す駆動装置ＡＡ１は、ベース部材４と被駆動体であるレンズユニット１とレバー部材２とワイヤ状の形状記憶合金（ＳＭＡワイヤ３）とバイアスばね７を備えて一体構成されている。また、レバー部材２は、レンズユニット１に設ける係合部（係合突部１ｃ）に係合してレンズユニット１をその軸線（光軸ＡＸ）方向に移動させる駆動アーム２１と、該駆動アーム２１を揺動自在に支持する駆動支点部８ａと、該駆動支点部８ａから垂下して前記駆動アーム２１と屈曲して設けられる延設アーム２２を有している。
【００７１】
また、前記駆動支点部８ａおよびＳＭＡワイヤ３が懸架されて駆動力を受ける変位入力部２ａをベース部材４の一角部に設け、ＳＭＡワイヤ３を、前記変位入力部２ａを巻回部としてレンズユニット１の外側を挟むようにくの字状に掛け渡して装着した構成とされている。この際に、ＳＭＡワイヤ３は、その片方の第一端が固定され、もう一方の第二端が仮固定された状態である。例えば、第一保持部３０Ａに第一端を固定し、第二保持部３０Ｂに第二端を仮固定している。
【００７２】
第二端の仮固定は、例えば張力調整器３１を介して初期張力を付加した状態で行うことができる。この初期張力は、通電駆動時よりも小さな値である。この状態で、ベース部材４に設けられている貫通孔部４ａ側からロードセル４０を介して、レンズユニット１を図面の下から上に向けて持ち上げ、このときの荷重を測定する。また、レンズユニット１をバイアスばね７に抗して所定位置まで移動する際の荷重と変位量から荷重データを作成する。
【００７３】
ロードセル４０によってレンズユニット１が持ち上げられると、ＳＭＡワイヤ３の張力が徐々に減少していき、ある位置で０となる。また、これ以上に持ち上げていくと、ＳＭＡワイヤ３は徐々に弛んでいき、図２Ｂに示すような状態となる。
【００７４】
このときには、バイアスばね７が圧縮された状態であり、図面の上から下向きにバイアス荷重が強く付加された状態となる。このロードセル４０をレンズユニット１に当接させて持ち上げていったときの負荷変動と変位量の関係から図３に示すような荷重と変位量との関係を表す荷重データを作成する。
【００７５】
この荷重データは、横軸がロードセルの位置、つまり被駆動体（レンズユニット１）の変位量を示し、その縦軸がロードセルの出力、つまり荷重を示している。
【００７６】
図３に示すように、荷重データは、傾きＣ１のＡ部と傾きＣ２のＢ部に分かれている。これは、ＳＭＡワイヤの初期張力により、レバー部材を介して被駆動体に与えられた力が途中でなくなることを意味する。つまり、ロードセルによって持ち上げられた被駆動体により、ＳＭＡワイヤの張力は次第に低下し、Ｄ地点で張力０となり、Ｂ部では、レバー部材が被駆動体から離反していることを表している。この後のＢ部は、バイアスばねと平行板バネの合力を表すことになる。
【００７７】
このロードセルの出力データとＳＭＡワイヤの初期張力の値から、レバー部品の形状誤差や、バイアスばね、平行板ばね等のバイアス力誤差などの機械的な誤差が判る。つまり、測定された荷重データからレバー部材の駆動抵抗とバイアス手段が発揮するバイアス力を同時に検出して、駆動装置それぞれの機械的誤差を検出することが可能となる。
【００７８】
また、測定を行ったときの環境温度と検出されたバイアス力から、想定される高温環境下で所定の駆動力を発揮するＳＭＡワイヤの初期張力、つまり実際に設定すべきＳＭＡワイヤ３の架設張力を算出することができる。適当な架設張力が算出されると、張力調整器３１を用いてＳＭＡワイヤ３に所定の張力を与えて第二保持部３０Ｂに固定する。また、この第二保持部３０Ｂに固定した後で不要なＳＭＡワイヤをカットして除去する。
【００７９】
このように、ＳＭＡワイヤ３の架設張力を、一体に組み込まれた被駆動体をバイアス手段に抗して所定位置まで移動する際の荷重と変位量を測定して、測定された荷重と変位量との関係（荷重データ）からレバー部材の駆動抵抗を含むバイアス力を検出し、検出された当該バイアス力に応じた所定の張力に調整することで、形状記憶合金に所定量の通電を行った際にバイアス力と釣り合うように調整することができる。そのために、組み込んだレバー部材２やバイアス手段などの製造誤差や組み付け誤差等の機械的な誤差に応じて、ＳＭＡワイヤ３が耐久性を発揮すると共に、想定される高温環境下でも正常に動作可能となる張力範囲に規定することができ、ＳＭＡワイヤ３を用いた被駆動体の移動を安定して行うことが可能な駆動装置を得ることができる。
【００８０】
上記したように、ＳＭＡワイヤに所定量の通電を行った際に、バイアス力と釣り合うように調整される架設張力としているので、全ての構成部品を一体に組み込んだ駆動装置の想定される環境温度において、所定の安定した動作が可能となる。
【００８１】
所定の架設張力に調整した後で第二保持部３０ＢにＳＭＡワイヤ３を固定する方法は特に限定されず、カシメや圧着などの方法により固定することができる。また、ＳＭＡワイヤ３の張力調整を行う際に、前述した張力調整器３１を使用して行う方法以外に、この駆動機構および駆動装置自体に架設張力調整手段を実装して、算出された所定の架設張力に調整する方法が考えられる。この架設張力調整手段を備えた構成例について図４および図５を用いて説明する。
【００８２】
図４に示す駆動装置ＡＢ１は、架設張力調整手段を備えた駆動機構を有する一例であって、ＳＭＡワイヤ３の張力調整と固定を同時に行うことを可能とする第二保持部３０Ｂａを架設張力調整手段として備えた例である。
【００８３】
この第二保持部３０Ｂａは、ＳＭＡワイヤ３を保持した状態で回転して、ＳＭＡワイヤ３の張力を調整可能な構成とされている。また、適当な張力に設定した後、接着などで回転しないように固定する。つまり、この第二保持部３０Ｂａは、ＳＭＡワイヤ３に所定の架設張力を付加した後で固定する架設張力調整保持部となる。この構成であれば、外部の張力調整器を用いずに、内部の部材を用いて所定の架設張力に調整可能となる。
【００８４】
図５に示す駆動装置ＡＢ２は、架設張力調整手段として被駆動体１（レンズユニット１）の初期停止位置を変更してＳＭＡワイヤ３の架設張力を調整する初期停止位置規制手段３２を備えた例である。この初期停止位置規制手段３２は、ＳＭＡワイヤ３の両端をそれぞれ第一保持部３０Ａ、第二保持部３０Ｂに固定した後で、レンズユニット１の停止位置を調整可能な構成とされている。
【００８５】
この初期停止位置規制手段３２としては、例えば、高さ調整用のビスを用いることができる。また、厚みの異なる複数の部材（隙間ゲージ様の部材）を貼付する構成であってもよく、特に限定されない。
【００８６】
ＳＭＡワイヤ３を所定の初期張力で固定した後、初期停止位置規制手段３２を介して被駆動体１を昇降させて、その張力値を微調整することが可能となる。つまり、ＳＭＡワイヤ３の架設張力を調整して設定することができる。
【００８７】
上記したように、被駆動体の初期停止位置を規定する初期停止位置規制手段を設け、該初期停止位置規制手段を介してＳＭＡワイヤに所定の架設張力を与える位置に被駆動体を設置する構成にすることで、被駆動体とＳＭＡワイヤやレバー部材やバイアス手段などを組み込んで固定した状態であっても、初期停止位置規制手段により被駆動体の初期停止位置を移動して、ＳＭＡワイヤの架設張力を適当な張力に微調整することが可能な駆動機構、駆動装置となって好ましい。
【００８８】
上記した予め調整される架設張力は、所定の高温環境下でバイアス力と釣り合う張力であって、予め設定される所定温度に達するまでは、被駆動体（レンズユニット１）を移動しない張力であることが好ましい。この構成であれば、周囲の温度が高くなっても動作せずに、温度の高い環境下で、所望される所定の動作を正確に実行することができる。
【００８９】
また、前記所定温度は、６０℃〜８０℃であることが好ましい。これは、この温度範囲が、多くの電子部品がパッケージングされたカメラ付き携帯電話機等のレンズ駆動装置を備える最近の携帯用機器において、想定される温度範囲であるからである。この構成であれば、小さな筐体に多くの電子部品がパッケージングされて、これらの電子部品に通電されて発熱して、内部の温度が高くなっても、内部温度が予め想定される温度（６０℃〜８０℃）に達するまでは不意に動作しないので、非通電状態での誤動作を抑制することが可能となる。
【００９０】
すなわち、前述したように、５００ＭＰａ以下の応力領域で使用が可能であって、且つ、停止状態で環境温度が６０℃〜８０℃になっても被駆動体を移動しない条件でバイアス力と釣り合うように調整する、ということである。当該張力が、駆動装置の製造時の条件でいくらになるかを予め求めておいて、その条件となるように調整する。
【００９１】
次に、図１および図２Ａ、図２Ｂを参照して本発明に係る駆動装置の製造方法について説明する。
【００９２】
本発明に係る駆動装置の製造方法は、固定の支持部材と、該支持部材に対して相対的に移動可能に支持される被駆動体１と、該被駆動体１を移動するための力を発生する形状記憶合金（ＳＭＡワイヤ３）と、被駆動体１に、形状記憶合金により被駆動体１が移動する方向と反対方向のバイアス力を与えるバイアス手段（例えば、バイアスばね７）と、を備える駆動装置の製造方法であって、これらの部材を一体に組み込んだ後に、形状記憶合金の架設張力を、前記形状記憶合金に所定量の通電を行った際に、バイアス力と釣り合うように調整している。
【００９３】
また、本発明に係る駆動装置の製造方法は、被駆動体１と形状記憶合金（ＳＭＡワイヤ３）やバイアス手段（例えば、バイアスばね７）などを組み込んだ後で、被駆動体１を前記バイアス手段に抗して所定位置まで移動する際の荷重と変位量を測定し、測定された荷重と変位量との関係（荷重データ）から前記バイアス手段が発揮するバイアス力を検出し、当該バイアス力の検出結果に応じてＳＭＡワイヤ３の架設張力を所定の張力に調整している。
【００９４】
例えば、ＳＭＡワイヤ３の一端を固定して他方の端を仮固定して駆動装置を組み付けた後、ロードセル４０を用いて被駆動体を移動させてそのときの荷重と変位量との関係（荷重データ）を測定する。その後、得られた荷重データと予め計測していた理想的な荷重データとを比較して、想定される高温環境下において所望の駆動力を発揮するＳＭＡワイヤ３の初期張力、つまり、架設張力を求めることができる。
【００９５】
このように、製品個別に実装されたバイアス手段が実際に発揮するバイアス力に応じた適当な架設張力に設定しているので、ＳＭＡワイヤ３の架設張力を、このＳＭＡワイヤ３が耐久性を発揮すると共に、想定される高温環境下でも正常に動作可能となる張力範囲に規定することができ、形状記憶合金（ＳＭＡワイヤ３）を用いた被駆動体の移動を安定して行うことが可能な駆動装置を確実に製造可能な製造方法となる。
【００９６】
また、被駆動体１と形状記憶合金とバイアス手段に加えてレバー部材２を備える駆動装置を製造する際には、被駆動体１と形状記憶合金やレバー部材２やバイアス手段などを組み込んだ後で、バイアス手段が実際に発揮するバイアス力を測定するので、形状記憶合金の架設張力を、この形状記憶合金が耐久性を発揮すると共に、想定される高温環境下でも正常に動作可能となる張力範囲に規定することができ、形状記憶合金とレバー部材２を用いた被駆動体の移動を安定して行うことが可能な駆動装置を確実に製造可能な製造方法となる。
【００９７】
この際に、形状記憶合金がＳＭＡワイヤ３であれば、このＳＭＡワイヤ３の両端を通電可能な第一保持部３０Ａと第二保持部３０Ｂでそれぞれ保持し、通電しながら所定の架設張力に調整して固定することが好ましい。この構成であれば、ＳＭＡワイヤ３の温度を所定の温度に維持しながら架設張力を調整するので、想定される環境温度に応じて正常に作動可能な駆動装置を製造することができる。
【００９８】
また、バイアス力をバイアス力検知手段により検知すると共に、測定された荷重データから所定の架設張力を求め、前記第一保持部３０ＡにＳＭＡワイヤ３の一端を固定し、前記第二保持部３０Ｂに通電状態に当接させながら緊張する張力調整器３１を介して前記所定の架設張力に設定する製造方法であることが好ましい。このような製造方法であれば、第一、第二保持部間に所定電流を印加しながら架設張力を微調整することができ、所定の温度範囲で被駆動体１の移動を安定して行うことが可能な駆動装置を容易に製造することができる。
【００９９】
以上のように、本発明では、レバー部材の誤差やバイアス力の誤差などの機械的な誤差を検知しながらＳＭＡワイヤ３の張力を調整するので、それぞれの装置個別に対応して常に張力を最適に保つことが可能となる。これは、従来一定の張力値に固定した場合に比べて、ＳＭＡワイヤ３の耐久性が悪化することや、高温での動作が不安定となる、といった不具合を回避でき、必ず耐久性を確保しながら高温での動作も安定して可能となる駆動機構および駆動装置を提供することができる。
【０１００】
また、そのために必要な張力調整手段は、装置外部の機器を用いてもよく、装置内部のワイヤ保持部の回転を利用することもでき、従来の構成がそのまま利用できる。また、レバー部材２の誤差やバイアス力の誤差を検知するための手段は、被駆動体１の荷重を測定するだけで、レバー部材２の誤差やバイアス力の誤差の両方を把握することができ、非常にシンプルである。そのために、本発明に係る駆動機構および駆動装置は、構成を大きく変えることもなく、また、多くの費用を掛けることもなく実現できて高い効果を有する。
【０１０１】
以上説明したように、本発明に係る駆動機構によれば、形状記憶合金が耐久性を発揮すると共に高温環境下でも正常に動作可能となる張力範囲に規定することができ、形状記憶合金を用いた被駆動体の移動を安定して行うことが可能な駆動機構となる。
【０１０２】
また、本発明に係る駆動装置によれば、組み込んだレバー部材やバイアス手段などの製造誤差や組み付け誤差に応じて形状記憶合金が耐久性を発揮すると共に高温環境下でも正常に動作可能となる張力範囲に規定することができる。そのために、形状記憶合金を用いた被駆動体の移動を安定して行うことが可能な駆動装置を得ることができる。
【０１０３】
また、本発明に係る駆動装置の製造方法によれば、形状記憶合金（ＳＭＡワイヤ）の架設張力を、一体に組み込んだ被駆動体を移動させたときの荷重と変位量との関係（荷重データ）から、この形状記憶合金が耐久性を発揮すると共に高温環境下でも正常に動作可能となる張力範囲に規定することができるので、形状記憶合金を用いた被駆動体の移動を安定して行うことが可能な駆動装置を確実に製造可能な製造方法となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明に係る駆動機構、駆動装置および駆動装置の製造方法は、小型化され多くの電子部品がパッケージングされて、装置内部が高温となる撮像装置のレンズユニットの駆動機構、駆動装置および駆動装置の製造方法に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１    被駆動体（レンズユニット）
２    レバー部材
３    ＳＭＡワイヤ（形状記憶合金）
４    ベース部材（固定部）
７    バイアスばね（バイアス手段）
３０Ａ    第一保持部
３０Ｂ    第二保持部
３０Ｂａ    第二保持部（架設張力調整手段）
３１    張力調整器
３２    初期停止位置規制手段（架設張力調整手段）
ＡＡ１、ＡＢ１、ＡＢ２    駆動装置
ＡＸ    光軸（軸線）
【図１】
2011111686.tif 000003
【図２Ａ】
2011111686.tif 000004
【図２Ｂ】
2011111686.tif 000005
【図３】
2011111686.tif 000006
【図４】
2011111686.tif 000007
【図５】
2011111686.tif 000008
【図６Ａ】
2011111686.tif 000009
【図６Ｂ】
2011111686.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月22日(2012.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定の支持部材と、該支持部材に対して相対的に移動可能に支持される被駆動体と、通電により前記被駆動体を移動するための力を発生する形状記憶合金と、
前記被駆動体に、前記形状記憶合金により前記被駆動体が移動する方向と反対方向のバイアス力を与えるバイアス手段と、を備える駆動機構であって、
前記形状記憶合金は、当該形状記憶合金が６０℃〜８０℃の間の温度域に達するまでは前記被駆動体が移動せず、前記形状記憶合金に所定量の通電を行った際に、バイアス力と釣り合うように、張力が設定されて架設されていることを特徴とする駆動機構。
【請求項２】
前記形状記憶合金の力を受けて前記被駆動体を移動させるレバー部材を有し、前記形状記憶合金に所定量の通電を行った際に、前記レバー部材の駆動抵抗を含む所定のバイアス力と釣り合うように、前記張力が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動機構。
【請求項３】
前記形状記憶合金が形状記憶合金ワイヤであることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動機構。
【請求項４】
前記形状記憶合金の架設張力を調整する架設張力調整手段を実装していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の駆動機構。
【請求項５】
前記形状記憶合金の端部を通電可能に保持する第一保持部と第二保持部とを有し、前記第二保持部は回転可能に構成され、前記架設張力調整手段として機能することを特徴とする請求項４に記載の駆動機構。
【請求項６】
非通電時に前記被駆動体が当接する初期停止位置規制部材を有し、前記初期停止位置規制部材は、前記被駆動体が移動する方向の位置が変更可能に構成されており、前記架設張力調整手段として機能することを特徴とする請求項４に記載の駆動機構。
【請求項７】
前記被駆動体がレンズユニットであり、
前記被駆動体の移動方向が光軸方向であり、
請求項１から６のいずれかに記載の駆動機構を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項８】
固定の支持部材と、該支持部材に対して相対的に移動可能に支持される被駆動体と、通電により前記被駆動体を移動するための力を発生する形状記憶合金と、
前記被駆動体に、前記形状記憶合金により前記被駆動体が移動する方向と反対方向のバイアス力を与えるバイアス手段と、を備える駆動装置の製造方法であって、
前記支持部材と前記被駆動体と前記形状記憶合金と前記バイアス手段とを一体に組み込む工程と、前記形状記憶合金を架設する架設工程とを含み、
前記架設工程では、前記形状記憶合金が６０℃〜８０℃の間の所定の温度に達するまでは前記被駆動体が移動せず、前記形状記憶合金に所定量の通電を行った際に、前記バイアス力と釣り合うように、前記形状記憶合金の架設張力を設定することを特徴とする駆動装置の製造方法。
【請求項９】
固定の支持部材と、該支持部材に対して相対的に移動可能に支持される被駆動体と、通電により前記被駆動体を移動するための力を発生する形状記憶合金と、
前記被駆動体に、前記形状記憶合金により前記被駆動体が移動する方向と反対方向のバイアス力を与えるバイアス手段と、を備える駆動装置の製造方法であって、
前記支持部材と前記被駆動体と前記形状記憶合金と前記バイアス手段とを一体に組み込む工程と、
前記被駆動体を前記バイアス手段に抗して所定位置まで移動する際の荷重と変位量を測定する測定工程と、
測定された荷重と変位量との関係から前記バイアス手段が発揮するバイアス力を検出し、当該バイアス力の検出結果に応じて前記形状記憶合金の架設張力を所定の張力に調整して架設する架設工程を含み、
前記架設張力は、非通電時には前記形状記憶合金が６０℃〜８０℃の間の所定の温度に達するまでは前記被駆動体が移動せず、前記形状記憶合金に所定量の通電を行った際に、前記バイアス力と釣り合う張力であることを特徴とする駆動装置の製造方法。
【請求項１０】
前記形状記憶合金が形状記憶合金ワイヤであって、前記形状記憶合金の架設張力の調整時に、前記形状記憶合金ワイヤの両端をそれぞれ通電可能な第一保持部と第二保持部で保持し、前記形状記憶合金ワイヤに通電しながら、前記所定の架設張力に調整して固定することを特徴とする請求項９に記載の駆動装置の製造方法。
【請求項１１】
前記架設張力の調整時において、前記形状記憶合金ワイヤに通電する通電量は、前記形状記憶合金ワイヤが前記所定の温度になったときの張力と同等の張力を発生する通電量であることを特徴とする請求項１０に記載の駆動装置の製造方法。
【請求項１２】
前記形状記憶合金の架設時に、前記第一保持部に前記形状記憶合金ワイヤの一方を固定し、他方を前記第二保持部で保持し、前記形状記憶合金ワイヤに通電した状態で、前記第二保持部を移動させることで前記所定の張力に設定して固定することを特徴とする請求項１０または１１に記載の駆動装置の製造方法。
【国際調査報告】
2011111686.tif 000011
2011111686.tif 000012
2011111686.tif 000013
2011111686.tif 000014
2011111686.tif 000015